DE102015115610A1 - Flächenelement für eine Fahrzeugkarosserie - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenelements (10) für eine Fahrzeugkarosserie, wobei im Zuge des Verfahrens eines flächiges Glaselements (12) in ein Formwerkzeug eingebracht und mittels des Formwerkzeugs umgeformt wird. Anschließend wird das flächigen Glaselement (12) mit einem Kunststoff (14) hinterspritzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenelements für eine Fahrzeugkarosserie, sowie ein Blendenelement für eine Fahrzeugkarosserie.
  • Bekannte Flächenelemente für Fahrzeugkarosserien, wie beispielsweise Blenden zum Abdecken von Spalten in der Karosserie oder von Übergängen zwischen einem Fahrzeugdach und einem verbauten Schiebe- oder Panoramadach, werden aus Polycarbonat gefertigt. Zum Erreichen der Anforderungen an die Kratzbeständigkeit und an den optischen Eindruck werden bekannte Blenden in einem zweiten Arbeitsgang flutlackiert.
  • Nachteilig an solchen bekannten Flächenelementen sind die hohen Herstellkosten bedingt unter anderem durch die hohen Ausschusszahlen die mit der Flutlackierung verbunden sind. Weiterhin sind solche Bauteile auch in lackierter Form relativ kratzempfindlich. Außerdem führen bei der Herstellung von bekannten Flächenelementen Schwindungseffekte im Spritzgussverfahren vor allem in Seitenbereichen der Bauteile zu geometrischen Ungenauigkeiten.
  • Diese Probleme werden gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Blendenelement gemäß Anspruch 19.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    Zunächst wird ein flächiges Glaselement in ein Formwerkzeug eingebracht und mittels des Formwerkzeugs umgeformt. Anschließend wird das flächige Glaselement mit einem Kunststoff hinterspritzt.
  • Ein erfindungsgemäßes Blendenelement für eine Fahrzeugkarosserie weist an der Außenseite ein gekrümmtes Glaselement auf, welches mit einem Kunststoff hinterspritzt ist.
  • Durch die Verwendung eines Glaselements werden sehr gute optische Eigenschaften erzielt. Es sind klavierlackartige Oberflächen herstellbar. Der thermische Ausdehnungskoeffizient von Glas ist vorteilhafterweise geringer als der des bisher verwendeten Polycarbonats. Da die Seite des Flächenelements, die durch das flächige und ungeformte Glaselement dargestellt wird, nach der Montage des Flächenelements auf der Fahrzeugkarosserie die nach außen gerichtete Oberfläche der Fahrzeugkarosserie bildet, wird eine sehr gute Kratzbeständigkeit erreicht. Eine gute Formhaltigkeit wird ebenfalls erzielt. Die Verwendung von umgeformtem Glas (insbesondere durch Senk- und/oder Pressbiegen tiefgezogenem Glas) führt vorteilhafterweise zu einem geringen Schwindungspotenzial und erlaubt weiterhin eine Prozessführung bei niedrigeren Verarbeitungsdrücken.
  • Vorteilhafterweise wird auch die notwendige Bauhöhe reduziert. Während bei bekannten Flächenelementen wie beispielsweise Blenden aus Polycarbonat eine Befestigung an einem Rahmen mittels einer relativ dicken Kleberaupe erfolgen muss, um unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auszugleichen, kann bei erfindungsgemäßen Flächenelementen und Blenden die Kleberaupe durch ein dünneres Klebeband ersetzt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Flächenelement um ein Blendenelement für eine Fahrzeugkarosserie. Ein solches Blendenelement kann zum Anbringen an einer Außenseite der Fahrzeugkarosserie so ausgebildet werden, dass es als Abdeckung für Spalte oder Öffnungen der Fahrzeugkarosserie dient. Beispielsweise kann ein solches Blendenelement dazu verwendet werden, den Bereich um eine Öffnung in einem Fahrzeugdach, d.h. zwischen der benachbarten Dachhaut und einem verbauten Schiebedeckel oder Panoramadach abzudecken.
  • Das Umformen des flächigen Glaselements beinhaltet vorzugsweise ein Tiefziehen oder ein Senkbiegen oder ein Pressbiegen, wobei weiter vorteilhafterweise zum Umformen des flächigen Glaselements dieses vor dem Umformen erhitzt, und dabei vorzugsweise auf eine Temperatur von 500°C bis 700°C gebracht wird.
  • Bei einer weitere Ausgestaltung des Verfahrens wird das Glaselement mit einem flüssigen Silikonkautschuk (LSR) oder einem Duroplast oder einem Kunststoffschaum hinterspritzt. Diese Materialien bieten den Vorteil, dass deren Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlicher zu üblicherweise verwendeten Materialen für darunterliegenden Rahmen ist, wie beispielsweise zu PBT/ASA bzw. SMA (Polybutylenterephthalat / Acrylester-Styrol-Acrylnitril, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer), als bei den bekannten Blenden aus Polycarbonat.
  • Das Hinterspritzen kann durchgeführt werden, während sich das Glaselement im Formwerkzeug befindet.
  • Alternativ kann das Glaselement nach dem Umformen und vor dem Hinterspritzen aus dem Formwerkzeug entnommen werden. Es kann dann in eine weitere Form wie eine Schäumform zum Hinterspritzen eingebracht werden.
  • Vor dem Hinterspritzen wird auf zu hinterspritzende Bereiche des Glaselements vorteilhafterweise ein flüssiger oder folienartiger Haftvermittler aufgebracht. Dies gewährleistet eine besseren Haftung der Hinterspritzung an dem Glaselement.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird als Ausgangsmaterial für das flächige Glaselement ein Dünnglas verwendet, welches eine Dicke von weniger als 2 mm aufweist. Ein solches Dünnglas ist kostengünstig, leicht, und einfacher umzuformen als dickere Gläser.
  • Das Flächenelement kann zur Montage an einem Fahrzeugdach vorgesehen sein, und durch das Umformen des flächigen Glaselements an eine Krümmung benachbarter Bereiche des Fahrzeugdachs angepasst werden.
  • Das Flächenelement kann zusätzlich mit einem stärker gekrümmten Randbereich versehen werden, der im montierten Zustand des Flächenelements zum Fahrzeuginnenraum hin ausgerichtet ist. Dieser Randbereich kann durch die Hinterspritzung allein ausgebildet werden. Alternativ kann der gekrümmte Randbereich ausgebildet werden, indem während des Umformens des flächigen Glaselements ein erster Abschnitt des gekrümmten Randbereichs in dem flächigen Glaselement ausgebildet, und durch das Hinterspritzen ein zweiter Abschnitt des gekrümmten Randbereichs an den ersten Abschnitt angeformt wird.
  • Vorteilhafterweis wird das flächige Glaselement mit dem Kunststoff so hinterspritzt, dass der Kunststoff seitlich über das Glaselement übersteht. Ein Randbereich des Glaselements kann dabei in den überstehenden Bereich der Hinterspritzung eintauchen. Der weiter oben erwähnte gekrümmte Randbereich kann dabei mindestens teilweise durch den überstehenden Bereich des Kunststoffs ausgebildet werden.
  • Das flächige Glaselement kann umlaufend eine im Querschnitt abgerundete Randlinie aufweisen, oder alternativ eine gerade Kante.
  • Beim Hinterspritzen des flächigen Glaselements mit dem Kunststoff wird vorteilhafterweise eine benötigte Halterung für eine Dichtung oder auch für das Flächenelement gleich mit angespritzt, wobei die Halterung vorzugsweise stegförmig ausgebildet ist. Eine solche Halterung kann alternativ zur Befestigung des Flächenelements dienen.
  • Ein erfindungsgemäßes Blendenelement ist zum Anbringen an einer Außenseite der Fahrzeugkarosserie vorteilhafterweise so ausgebildet und kann an der Außenseite der Fahrzeugkarosserie so angeordnet werden, dass es als Abdeckung für Spalte der Fahrzeugkarosserie dienen kann.
  • Das (nach Montage) außenliegende flächige Glaselement kann aus einem Dünnglas bestehen, welches eine Dicke von weniger als 2 mm aufweist.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert.
  • Dabei zeigt die
  • 1: ein erfindungsgemäßes Blendenelement in perspektivische Ansicht;
  • 2.: einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Blendenelement;
  • 3–6: Querschnitte durch Randbereiche unterschiedlicher Ausführungsformen.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Flächenelement in Form eines Blendenelements 10 in einer perspektivischen Ansicht. Das Blendenelement 10 ist dazu ausgebildet, eine Öffnung in einem Fahrzeugdach an drei Seiten zu umgeben. Die Öffnungen des Fahrzeugdachs befindet sich im montierten Zustand des Blendeelements 10 im Bereich dessen Öffnung 30. Die Öffnung im Fahrzeugdach kann dabei durch einen feststehenden oder verlagerbaren Deckel (beispielsweise in transparenter Ausführungsform) verschlossen sein.
  • 2 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Blendenelement 10. Der Querschnitt verläuft dabei entlang der gestrichelten Linie 2-2 der 1. Das Blendenelement 10 weist ein Glaselement 12 auf, welches mit einem Duroplast hinterspritzt ist. Die Hinterspritzung 14 bildet dabei auch eine Haltung 28 aus, mittels welcher ein Dichtungselement an den Blendenelement 10 befestigt werden kann. In einem Randbereich 16 des Blendenelements 10 ist dieses nach unten gebogen, also im montierten Zustand des Blendeelements 10 auf einem Fahrzeugdach in Richtung Fahrzeuginnenraum ausgerichtet.
  • Im montierten Zustand ist weiterhin das Glaselement 12 außen angeordnet und die Hinterspritzung 14 dem Innenraum zugewandt. Damit bildet das Glaselement 12 eine optisch sehr ansprechende und kratzfeste Außenfläche.
  • Erfindungsgemäß wird das Glaselement 12 in einem Formwerkzeug umgeformt, als tief gezogen, bevor die Hinterspritzung 14 aufgebracht wird. Der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Bereich des Glaselements 12 und mit ihm das gesamte Blendenelement 10 weisen eine Krümmung auf, die an die Krümmung benachbarter Bereiche der umliegenden Dachhaut angepasst ist. Der nach unten ausgerichtete Randbereich 16 des Blendenelements 10 kann in einen Spalt der Fahrzeugkarosserie oder eines Rahmens, der einer Fahrzeugkarosserie befestigt wird, eingreifen und hier in Dichtwirkung treten und / oder der Befestigung des Blendenelements 10 dienen.
  • 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 2 im Bereich des gekrümmten Randbereichs 16 des Blendenelements 10. Wie hier deutlicher zu sehen ist, wird die Außenfläche des Blendenelements 10 durch das Glaselement 12 gebildet (wie bei den nachfolgenden alternativen Ausführungsformen). Der Randbereich 16 des Blendenelements ist nach unten, also zum Fahrzeuginnenraum hin, ausgerichtet. Der Randbereich 16 des Blendenelements 10 wird dabei teilweise durch einen Randbereich 18 des Glaselements gebildet, welcher ebenfalls gebogen ist, und so einen ersten Abschnitt 20 des Randbereichs 16 des Blendenelements 10 ausbildet. Nach Ausführung der Hinterspritzung 14 bildet diese einen zweiten Abschnitt 22 des Randbereichs 16 des Blendenelements 10.
  • Eine Außenrandlinie des Glaselements 12 weist in der Ausführungsform der 3 einen abgerundeten Rand 24 auf, der im einen halbkreisförmigen Querschnitt hat. Der erste Abschnitt 20 des Randbereichs 16 des Blendenelements 10, der durch den Randbereich 18 des Glaselements 10 gebildet wird, erstreckt sich entlang der gesamten außenliegenden gekrümmten Fläche des Randbereichs 16. Daher ist der zweite Abschnitt 22 des Randbereichs 16 des Blendenelement 10, der durch die Hinterspritzung 14 gebildet wird, nahezu geradlinig ausgeführt. Da der Übergang zwischen dem ersten Abschnitt 20 und dem zweiten Abschnitt 22 somit unterhalb der Krümmungslinie des Randbereichs 16 des Blendenelements 10 liegt, ist dieser Übergang im montierten Zustand des Blendenelements 10 nicht mehr sichtbar, sodass nur das Glaselement 12 mit optisch sehr guter Oberfläche zu sehen ist.
  • Die weiteren 4–6 zeigen alternative Abwandlungen der Ausführungsform der 3:
    In der Ausführungsform der 3 ist eine Außenrandlinie des Glaselements 12 nicht abgerundet ausgeführt wie bei der 3, sondern bildet eine Kante 26 aus. Diese Kante 26 entspricht im Wesentlichen einer senkrechten Schnitt- oder Gießkante der Glasplatte, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Glaselement 12 umgeformt wird. Ein zusätzlicher Verfahrensschritt zum Abrunden der Kante 26 entfällt daher.
  • Bei der Ausführungsform der 5 endet das Glaselement 12 bereits vor dem gekrümmten Randbereichs 16 des Blendenelements 10. Die komplette oben und seitlich liegende Oberfläche des Randbereichs 16 des Blendenelements 10 wird daher ausschließlich von der Hinterspritzung 14 ausgebildet. Auch hier ist eine Außenrandlinie des Glaselements 18 als abgerundeter Rand 24 ausgebildet. Alternativ ist auch eine gerade Kante entsprechend der Kante 26 der 4 möglich.
  • Bei der Ausführungsform der 6 weist ein Randbereich 18 des Glaselements 20 ebenso wie der gesamte Randbereich 16 des Blendenelements 10 eine Krümmung nach unten, also zum Fahrzeuginnenraum hin, auf. Allerdings bildet der gekrümmte Randbereich 18 des Glaselements hier nicht mehr die Außenfläche des Blendenelements 10 bzw. dessen gekrümmten Randbereichs 16 aus, da der gekrümmte Randbereich 18 des Glaselements 12 in die Hinterspritzung 14 eintaucht. Der (von außen sichtbare) gekrümmte Randbereich 16 des Blendenelements 10 wird somit ähnlich wie bei der Ausführungsform der 5 allein durch die Hinterspritzung 14 ausgebildet, da bereits vor dem gekrümmten Randbereich 16 des Blendenelements bzw. der Hinterspritzung 14 der gekrümmte Randbereich 18 des Glaselements 12 in die Hinterspritzung 14 eintaucht. Ein besserer Kraftschluss zwischen der Hinterspritzung 14 und dem Glaselement 12 wird so erzielt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Blendenelement
    12
    Glaselement
    14
    Hinterspritzung
    16
    Randbereich des Blendenlements
    18
    Randbereich des Glaselements
    20
    erster Abschnitt
    22
    zweiter Abschnitt
    24
    abgerundeter Rand
    26
    Kante
    28
    Halterung
    30
    Öffnung

Claims (20)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Flächenelements (10) für eine Fahrzeugkarosserie, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einbringen eines flächigen Glaselements (12) in ein Formwerkzeug, Umformen des flächigen Glaselements (12) mittels des Formwerkzeugs, und Hinterspritzen des flächigen Glaselements (12) mit einem Kunststoff (14).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Flächenelement um ein Blendenelement (12) für die Fahrzeugkarosserie handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (12) zum Anbringen an einer Außenseite der Fahrzeugkarosserie so ausgebildet wird, dass es als Abdeckung für Spalte oder Öffnungen der Fahrzeugkarosserie dienen kann.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen des flächigen Glaselements (12) ein Tiefziehen oder ein Senkbiegen oder ein Pressbiegen beinhaltet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umformen des flächigen Glaselements (12) dieses vor dem Umformen erhitzt wird, wobei es vorzugsweise auf eine Temperatur von 500°C bis 700°C gebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaselement (12) mit einem flüssigen Silikonkautschuk (LSR) oder einem Duroplast oder einem Kunststoffschaum hinterspritzt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterspritzen durchgeführt wird, während sich das Glaselement (12) im Formwerkzeug befindet.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaselement (12) nach dem Umformen und vor dem Hinterspritzen aus dem Formwerkzeug entnommen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Hinterspritzen auf zu hinterspritzenden Bereichen des Glaselements (12) ein flüssiger oder folienartiger Haftvermittler aufgebracht wird, der eine bessere Haftung der Hinterspritzung (14) an dem Glaselement (12) bewirkt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Glaselement (12) aus einem Dünnglas besteht, welches eine Dicke von weniger als 2 mm aufweist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (10) zur Montage an einem Fahrzeugdach vorgesehen ist, und durch das Umformen des flächigen Glaselements (12) an eine Krümmung benachbarter Bereiche des Fahrzeugdachs angepasst wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (10) mit einem gekrümmten Randbereich (16) versehen wird, der im montierten Zustand des Flächenelements (10) zum Fahrzeuginnenraum gerichtet ist und durch das Hinterspritzen ausgebildet wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (10) mit einem gekrümmten Randbereich (16) versehen wird, der im montierten Zustand des Flächenelements zum Fahrzeuginnenraum gerichtet ist, wobei der gekrümmte Randbereich ausgebildet wird indem: während des Umformens des flächigen Glaselements (12) ein erster Abschnitt (20) des gekrümmten Randbereichs (16) in dem flächigen Glaselement (12) ausgebildet wird, und durch das Hinterspritzen ein zweiter Abschnitt (22) des gekrümmten Randbereichs (16) an den ersten Abschnitt (20) angeformt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Glaselement (12) mit dem Kunststoff so hinterspritzt wird, dass der Kunststoff seitlich über das Glaselement (12) übersteht, und ein Randbereich (18) des Glaselements (12) vorzugsweise in den überstehenden Bereich der Hinterspritzung (14) eintaucht.
  15. Verfahren nach Anspruch 14 und einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Randbereich (16) des Blendenelements (10) mindestens teilweise durch den überstehenden Bereich des Kunststoffs ausgebildet wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Glaselement (12) umlaufend einen im Querschnitt abgerundeten Rand (24) oder alternativ eine gerade Kante (26) aufweist.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Hinterspritzen des flächigen Glaselements (12) mit dem Kunststoff eine Halterung (28) für eine Dichtung mit angespritzt wird, wobei die Halterung (28) vorzugsweise stegförmig ausgebildet ist.
  18. Blendenelement (10) für eine Fahrzeugkarosserie, wobei das Blendenelement (10) ein gekrümmtes Glaselement (12) aufweist, welches mit einem Kunststoff hinterspritzt ist.
  19. Blendenelement (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (10) zum Anbringen an einer Außenseite der Fahrzeugkarosserie so ausgebildet ist und an der Außenseite der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden kann, dass es als Abdeckung für Spalte der Fahrzeugkarosserie dient.
  20. Blendenelement (10) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Glaselement (12) aus einem Dünnglas besteht, welches eine Dicke von weniger als 2 mm aufweist, und welches auf der Seite hinterspritzt ist, die in montiertem Zustand dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist.
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